วิธีบรรลุประสิทธิภาพสูงและย่อขนาดในการใช้งานมอเตอร์

อัปเดต: 3 มิถุนายน 2023

ประสิทธิภาพการใช้พลังงานมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ ในการแก้ปัญหาสิ่งแวดล้อมทั่วโลก และตระหนักถึงสังคมที่ยั่งยืน ซึ่งทำให้เทคโนโลยีประหยัดพลังงานมีความสำคัญมากขึ้นทั่วโลก มอเตอร์มักจะกินไฟมากที่สุดในการใช้งาน ดังนั้นเราจึงสามารถลดการสูญเสียพลังงานได้อย่างง่ายดายและช่วยประหยัดพลังงานผ่านการควบคุมอินเวอร์เตอร์ที่มีความแม่นยำสูง

เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ Renesas ได้พัฒนา MCU ควบคุมมอเตอร์ใหม่ 32 ตัวในตระกูล RA ของไมโครคอนโทรลเลอร์ 1 บิตพร้อมแกน Arm® (รูปที่ 4) กลุ่มผลิตภัณฑ์โซลูชันประสิทธิภาพสูงและแพ็คเกจขนาดกะทัดรัดเหมาะที่สุดสำหรับผู้บริโภค อุตสาหกรรม และการใช้งานอื่นๆ ที่ต้องการการควบคุมอินเวอร์เตอร์ที่มีความแม่นยำสูง แม้ว่าระบบจะมีพื้นที่จำกัดก็ตาม กลุ่ม RA1T6 และ RA3TXNUMX ช่วยลดการใช้พลังงานในการใช้งานต่างๆ ช่วยลดการใช้พลังงาน และช่วยปรับปรุงสภาพแวดล้อมของโลก

ภาพ
รูปที่ 1: รายชื่อกลุ่ม RA4T1 / RA6T3

MCU RA4T1 และ RA6T3 ได้รับการปรับแต่งเพื่อความสมดุลของประสิทธิภาพ การทำงาน และราคาสำหรับการควบคุมอินเวอร์เตอร์เดี่ยว อุปกรณ์เหล่านี้มาพร้อมกับแกน Arm® Cortex®-M33 ที่ทำงานด้วยความเร็วสูงสุด 200 MHz (100 MHz สำหรับ RA4T1) พร้อมคุณสมบัติที่ทำให้การควบคุมอินเวอร์เตอร์มีความแม่นยำสูง รวมถึงชุดฟังก์ชันตรีโกณมิติของตัวเร่งความเร็วฮาร์ดแวร์ ตัวจับเวลา 16 บิตที่รองรับเอาต์พุต PWM เสริม ตัวแปลง A/D 12 บิตพร้อมฟังก์ชันตัวอย่างและโฮลด์ 3 แชนเนลโดยเฉพาะ เช่นเดียวกับเครื่องขยายสัญญาณและตัวเปรียบเทียบที่สามารถตั้งโปรแกรมได้ คุณลักษณะด้านความปลอดภัยในการป้องกันวงจรอินเวอร์เตอร์ ซึ่งเป็นฟังก์ชันเปิดใช้เอาต์พุตพอร์ต มีไว้เพื่อปิดเอาต์พุต PWM อุปกรณ์ USB 2.0 FS (เฉพาะ RA6T3 เท่านั้น), CAN FD และ I3C รวมถึงอินเทอร์เฟซการสื่อสารอื่นๆ รวมอยู่ด้วย

ทั้งกลุ่ม RA4T1 และ RA6T3 มีความสมดุลที่เหมาะสมที่สุดระหว่างประสิทธิภาพ ฟังก์ชันการทำงาน และราคา และสามารถใช้ในการใช้งานควบคุมอินเวอร์เตอร์สำหรับผู้บริโภคและอุตสาหกรรมที่หลากหลาย ตัวอย่างเช่น แพ็คเกจที่เล็กที่สุดของกลุ่ม RA4T1 คือ QFN 5 พินขนาด 5 x 32 มม. ซึ่งเหมาะสำหรับเครื่องมือไฟฟ้าขนาดเล็ก กลุ่ม RA6T3 ที่ทรงพลังยิ่งขึ้นสามารถดำเนินการควบคุมความเร็วสูงตามเวลาจริงและฟังก์ชันการสื่อสารพร้อมกัน ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งาน เช่น จักรยานไฟฟ้า ซึ่งต้องการการควบคุมมอเตอร์และการสื่อสารกับ a แสดงผล แผงหน้าปัด. อุปกรณ์เหล่านี้ยังเหมาะสำหรับการใช้งาน เช่น เครื่องดูดฝุ่น, เตาแม่เหล็กไฟฟ้า, เครื่องซักผ้า, พัดลม, ปั๊ม, อินเวอร์เตอร์อเนกประสงค์, เครื่องพิมพ์ความร้อน และหุ่นยนต์ขนาดเล็ก

ภาพ
รูปที่ 2: กรณีการใช้งานสำหรับกลุ่ม RA4T1 และ RA6T3

สภาพแวดล้อมการประเมิน RA4T1 และ RA6T3 มีตัวเลือกของสภาพแวดล้อมการพัฒนาแบบบูรณาการ ซึ่งรวมถึง e² studio, Keil® MDK และ IAR EWARM ซึ่งสามารถใช้ได้กับตระกูล RA ทั้งหมดโดยทั่วไป แพ็คเกจซอฟต์แวร์ที่ยืดหยุ่น (FSP) ซึ่งรวมถึง BSP, ไดรเวอร์ HAL, มิดเดิลแวร์สำหรับการควบคุมมอเตอร์ และระบบปฏิบัติการฝังตัวต่างๆ พร้อมใช้งานสำหรับการพัฒนาระบบฝังตัวโดยใช้ตระกูล RA FSP ช่วยอำนวยความสะดวกในการติดตั้งซอฟต์แวร์ที่ซับซ้อนและช่วยลดเวลาในการพัฒนาซอฟต์แวร์

เรามีชุดพัฒนาการควบคุมมอเตอร์ MCK-RA4T1 และ MCK-RA6T3 เพื่อให้ประเมินระบบควบคุมมอเตอร์ได้ง่าย ชุดประกอบด้วยบอร์ด CPU, บอร์ดอินเวอร์เตอร์, มอเตอร์ BLDC และรหัสตัวอย่างตามที่อธิบายไว้ด้านล่าง บอร์ด CPU เพียงอย่างเดียวสามารถใช้ประเมินฟังก์ชันอุปกรณ์ต่อพ่วงของ MCU ได้ และเนื่องจากมีการติดตั้งตัวเชื่อมต่อ Pmod จึงสามารถเชื่อมต่อกับ เซ็นเซอร์ บอร์ด, การสื่อสารไร้สาย โมดูล หรืออื่นๆ ที่ให้ความสามารถในการขยายที่ดีเยี่ยม

เราจัดเตรียมเครื่องมือสนับสนุนการพัฒนาซอฟต์แวร์ QE for Motor เพื่อการใช้งานการตั้งค่า การปรับแต่ง และการวิเคราะห์ที่จำเป็นสำหรับการพัฒนาซอฟต์แวร์การควบคุมมอเตอร์ตามเวิร์กโฟลว์ (ด้านซ้ายบนในรูปที่ 3) ช่วยให้สามารถกำหนดค่ามิดเดิลแวร์มอเตอร์และไดรเวอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะที่ตรวจสอบไดอะแกรมโครงสร้างลำดับชั้น (ขวาบนในรูปที่ 3) ร่วมกับ FSP

QE for Motor เชื่อมโยงกับเครื่องมือสนับสนุนการพัฒนาการควบคุมมอเตอร์ Renesas Motor Workbench ซึ่งช่วยให้สามารถแสดงสัญญาณควบคุมมอเตอร์บนพีซีได้ เช่น ออสซิลโลสโคป และสามารถอัปเดตตัวแปรควบคุมมอเตอร์บน GUI ได้โดยไม่ต้องหยุดมอเตอร์ (รูปที่ 3 ด้านล่างซ้าย) กล่าวอีกนัยหนึ่ง เครื่องมือ QE for Motor ช่วยให้สามารถพัฒนาซอฟต์แวร์ในสภาพแวดล้อมที่ราบรื่นและช่วยลดระยะเวลาในการพัฒนา

ภาพ
รูปที่ 3: สภาพแวดล้อมการประเมิน

นอกจากนี้ รายการต่อไปนี้คือโค้ดตัวอย่างสำหรับการควบคุมมอเตอร์ที่ทำงานร่วมกับสภาพแวดล้อมนี้และบันทึกการใช้งานเหล่านี้ ตัวเลือกเพิ่มเติมจะยังคงเพิ่มในอนาคต

แอพลิเคชันหมายเหตุ:

  • การควบคุมเวคเตอร์แบบไร้เซนเซอร์พร้อม XNUMX shunts สำหรับมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร
  • การควบคุมเวกเตอร์แบบไร้เซนเซอร์ด้วยการแบ่งเพียงครั้งเดียวสำหรับมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร
  • การควบคุมเวกเตอร์สำหรับมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรพร้อมตัวเข้ารหัส
  • การดำเนินการควบคุม 120 องศาของมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรโดยใช้เซ็นเซอร์ Hall
  • การควบคุม 120 องศาแบบไร้เซ็นเซอร์ของมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร
  • การควบคุมเวกเตอร์สำหรับมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรพร้อมเซ็นเซอร์แบบเหนี่ยวนำ

เราขอแนะนำให้ลองใช้ชุดพัฒนา MCK-RA4T1, MCK-RA6T3 และเครื่องมือสนับสนุนการพัฒนาซอฟต์แวร์ควบคุมมอเตอร์ QE สำหรับมอเตอร์ เรามั่นใจว่าคุณจะชื่นชอบสภาพแวดล้อมการพัฒนาเหล่านี้ที่เป็นมิตรต่อผู้ใช้ และเห็นด้วยตัวคุณเองว่า MCU RA4T1 และ RA6T3 นั้นยอดเยี่ยมในระบบควบคุมมอเตอร์ แจ้งให้เราทราบประสบการณ์ของคุณในการทำงานกับเครื่องมือ

เยี่ยมชมหน้าผลิตภัณฑ์และชุดอุปกรณ์สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม รวมถึงเอกสารทางเทคนิคและตัวอย่าง:

  • หน้าผลิตภัณฑ์ RA4T1
  • หน้าชุด MCK-RA4T1
  • หน้าผลิตภัณฑ์ RA6T3
  • หน้าชุด MCK-RA6T3
  • QE สำหรับเครื่องมือพัฒนามอเตอร์

โซลูชั่นชุดค่าผสมที่ชนะ

เพื่อลดความซับซ้อนในการพัฒนาการควบคุมมอเตอร์ เรายังมีโซลูชัน Winning Combination ที่ใช้ผลิตภัณฑ์เสริมของ Renesas เช่น ตัวขับเกทและไอซีแหล่งจ่ายไฟ

  • การควบคุมมอเตอร์ BLDC ขนาดกะทัดรัดกำลังสูง
  • โซลูชันระบบ E-bike
  • การแปลงพลังงานดิจิตอลด้วย Totem Pole Interleaved PFC

นอกจาก MCU ที่ใช้แกนหลักของ Arm® แล้ว Renesas ยังมีตัวเลือกแพลตฟอร์มต่างๆ เพื่อรองรับแอปพลิเคชันควบคุมมอเตอร์ที่หลากหลาย MCU ของ RISC-V ASSP เป็นโซลูชันที่สมบูรณ์สำหรับผู้ใช้ที่พัฒนาบนแพลตฟอร์ม RISC-V ซอฟต์แวร์แอปพลิเคชันที่พัฒนาล่วงหน้าได้รับการตั้งโปรแกรมบนอุปกรณ์ที่ผลิตในโรงงาน โดยมีรหัสแอปพลิเคชันพิเศษที่พัฒนาโดย IDHs (บริษัทออกแบบอิสระ) ช่วยให้ผู้ใช้สามารถเพิ่มฟังก์ชันการควบคุมมอเตอร์เชิงพื้นที่ที่ซับซ้อนโดยไม่ต้องใช้ความพยายามใดๆ ในแง่ของการพัฒนา การทดสอบ และการตรวจสอบความถูกต้องของ การนำไปใช้งาน

นอกจากนี้ RX26T MCU ยังเหมาะสำหรับผู้ใช้ที่พัฒนาบนแพลตฟอร์ม Renesas ที่เป็นกรรมสิทธิ์ การใช้ชุดควบคุมมอเตอร์แบบเดียวกับ RA MCU ผู้ใช้สามารถปรับขนาดการพัฒนาข้ามแพลตฟอร์มต่างๆ ได้อย่างง่ายดาย